2021 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of a novel cellular senescence mechanism modulated by branched-chain amino acid metabolism.
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21K06852
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
小西 昭充 群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (50381877)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大日方 英 群馬大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (50332557)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 細胞老化 / 分岐鎖アミノ酸 / テロメア / アミノ酸代謝 / エネルギー代謝 / 活性酸素 / DNA損傷応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞老化とは、テロメア短縮などの様々なストレスにより細胞の増殖が不可逆的に停止する現象である。老化細胞では細胞内代謝が大きく変化していることが知られているが、その生物学的意義の多くは不明である。これまでに我々は、ロイシ ン・イソロイシン・バリンの３種類の分岐鎖アミノ酸(BCAA)の代謝変化が細胞老化の成立に大きく関与していることを見出している。本研究では、BCAA代謝による細胞老化メカニズ ムの解明に取り組むとともに、その知見を利用した細胞老化の制御技術確立に取り組んでいる。
これまでに我々は、テロメア短縮やDNA損傷などの細胞老化を誘導する刺激によりBCAA代謝に関わる酵素の発現量が低下し、それを起点としてBCAAの分解が抑制されることが細胞老化の原因となることを明らかにしている。令和３年度は、このBCAA代謝酵素の発現制御機構と、BCAA代謝酵素による細胞老化の誘導機構の解明に取り組んだ。細胞老化誘導時の遺伝子発現解析などを行った結果、このBCAA代謝酵素の発現を制御する転写調節因子の同定に成功した。さらに、細胞老化誘導時のこのBCAA代謝酵素の反応についての詳細な機能解析から、BCAA代謝の変調が細胞の抗酸化活性の低下を介して細胞老化を誘導していることを見出した。これらの結果から、BCAA代謝の変調による細胞老化誘導の分子機構の全容が明らかになりつつある。
これらの研究成果は、国際学会２件、国内学会２件で発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和３年度において、細胞老化時のBCAA代謝変調に関与する転写調節因子を同定し、さらにBCAA代謝変調が細胞の抗酸化活性の抑制を介する細胞老化誘導の分子機構の一部を明らかにすることができた。これらの当初の研究計画通りの進捗である。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度に明らかにしたBCAA代謝変調による細胞老化誘導の分子機構についてさらに詳細な解明に取り組んでいく。これまでに得た知見をもとに、BCAA代謝の改善により細胞老化の抑制にどの程度有用であるのかを明らかにする計画である。研究成果は速やかに国際学術雑誌、学会等で発表するとともに、インターネット等を通じて社会に向けて広く発信して いく。
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| Causes of Carryover |
研究計画通りBCAA代謝酵素の制御因子を同定することができたため、令和３年度に予備的計画に含めていた次世代シーケンサーによる解析が不必要となったため。計画の進捗がスムーズなため、次年度使用分は当初計画を前倒しして令和４年度に細胞老化の抑制能をもつBCAA代謝物のスクリーニングに用いる計画である。
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